فیزیک در امور مالی: تجارت با سرعت نور

برای به حداقل رساندن خطرات ، ما باید در مورد نحوه عملکرد بازارهای مالی با سرعت سریعتر ، اطلاعات بیشتری کسب کنیم.

یک جلوه نرم افزاری در شرکت تجاری Knight Capital باعث ضرر 440 میلیون دلار در یک روز در سال 2012 شد. اعتبار: ریچارد درو/AP

معامله گران مالی در حال مسابقه هستند تا معاملات را سریعتر انجام دهند. در صرافی های پیشرفته امروز ، شرکت ها می توانند بیش از 100،000 معاملات را در یک ثانیه برای یک مشتری واحد انجام دهند. در تابستان امسال ، مراکز مالی لندن و نیویورک قادر به برقراری ارتباط با 2. 6 میلی ثانیه (حدود 10 ٪) سریعتر پس از افتتاح خط فیبر نوری فراتر از Hibeia Express و 300 میلیون دلار هزینه می شوند. با پیشرفت فناوری ، سرعت تجارت فقط با فیزیک اساسی و سد نهایی - سرعت نور - محدود می شود.

از طریق الیاف نوری شیشه ای ، اطلاعات با دو سوم سرعت نور در خلاء (300000 کیلومتر در ثانیه) سفر می کند. برای سریعتر رفتن ، داده ها باید از طریق هوا حرکت کنند. راهروهای بین شیکاگو و نیویورک و نیوجرسی و بین لندن و فرانکفورت با پیوندهای مایکروویو و موج میلی متر کارآمد هستند. یک شبکه حتی کارآمدتر از لیزرها-بر اساس فناوری نظامی برای سیگنالینگ در پرواز بین هواپیما-برای پیوند نیویورک و نیوجرسی و همچنین مبادلات مالی لندن و فرانکفورت 1 نصب شده است.

در مرحله بعد ممکن است کابلهای فیبر هسته توخالی باشد که از طریق آن نور با سرعت کمی با سرعت کمی هوا حرکت می کند. بنگاه های تجاری درباره ناوگان بادکنک یا هواپیماهای بدون سرنشین خورشیدی که دارای تکرار سیگنال هستند برای پشتیبانی از شبکه ای از پیوندها در اقیانوس ها حدس می زنند. در یک دهه یا بیشتر ، بنگاهها حتی ممکن است با استفاده از نوترینوها ارتباط برقرار کنند ، که با سرعت نور حرکت می کنند و می توانند موانعی از جمله زمین را طی کنند. این همه سودهای بزرگی را برای بنگاه های تجاری با تکنولوژی بالا نشان می دهد ، که اکنون حدود 50 ٪ از تجارت سهام در ایالات متحده و اروپا را تشکیل می دهد.

گوش بده

مرورگر شما از عنصر صدا پشتیبانی نمی کند.

مارک بوچانان مزایا و خطرات معاملات پر سرعت را اعلام می کند.

اما برخی از بنگاهها ادعا می کنند که دسترسی ناهموار به سرعت شدید انصاف تجارت را از بین می برد. و خرابی های گسترده در سیستم هنگامی اتفاق می افتد که الگوریتم ها به روش های پیش بینی نشده تعامل داشته باشند-مانند "سقوط فلش" از 6 مه 2010 ، هنگامی که میانگین صنعتی داو جونز با بزرگترین مقدار روزانه تا کنون در عرض چند دقیقه سقوط کرد (نگاه کنید به "سقوط فلش"). هیچ کس نمی داند چه زمانی ممکن است یک رویداد مشابه به بازارهای جهانی برسد.

اجتناب از این خطرات نیاز به تحقیقات فشرده در مورد نحوه کار بازارها - به عنوان محیط زیست پیچیده الگوریتم های تعامل - و چگونگی اقدامات متقابل می تواند از بلایای طبیعی جلوگیری کند.

پیشروی

تجارت با فرکانس بالا به رایانه های سریع ، الگوریتم های تصمیم گیری در مورد خرید یا فروش چه زمانی و فروش داده های مالی از مبادلات متکی است. هر میکرو ثانیه از مزیت حساب می شود. پیوندهای داده سریعتر بین مبادلات زمان لازم برای تجارت را به حداقل می رساند. بنگاهها بر روی رایانه خود می جنگند که می تواند نزدیکتر باشد. معامله گران برای نشستن به لوله ، جوکی می کنند. این هزینه هزینه دارد - اجاره پیوندهای سریع حدود 10،000 دلار در هر ماه هزینه دارد.

اعتبار: منبع: داو جونز

فناوری ارتباطات یک عامل محدود کننده است. کابل های فیبر نوری بیشترین داده ها را به همراه دارند ، اما سرعت مورد نیاز را نمی دهند. سریعترین پیوندها اطلاعاتی را بر روی یک قوس ژئودزیک حمل می کنند - کوتاهترین مسیر روی سطح زمین بین دو نقطه. بنابراین مایکروویوهای خط بین گزینه بهتری هستند. امواج و لیزرهای میلی متر هنوز بهتر هستند ، زیرا تراکم داده های بالاتری دارند.

سیستم های ارتباطی در فضای باز مستعد اختلال در آب و هوا هستند. ANOVA Technologies ، ارائه دهنده شبکه برای شرکت های تجاری که مقر آن در شیکاگو ، ایلینویز است ، شبکه لیزر نیویورک خود را با امواج میلی متر برای غلبه بر باران ، مه و برف تقویت کرده است. مکانیسم های تراز تطبیقی لینک ها را حتی اگر وزش باد تا 3 درجه بچرخد ، کار می کند. اما مایکروویو و لیزر در مسافت های طولانی و بدون تکرار قابل استفاده نیستند. آنها به سرعت در جو ضعیف می شوند و در اطراف زمین منحنی نمی شوند.

برخی از اقتصاددانان ارزش چنین سرمایه گذاری ها را زیر سوال می برند. جوزف استیگلیتز ، برنده جایزه نوبل اقتصاد ، از جمله کسانی است که معتقدند تجارت سریع از نظر اجتماعی بی فایده است 2. بنگاههای با فرکانس بالا به سرعت حدود 95 ٪ از سفارشات خود را 3 لغو می کنند. از همه بدتر ، سرعت ممکن است مانع عملکرد مناسب بازار شود. هدف سنتی بازارهای مالی جمع آوری اطلاعات متنوع از بسیاری از افراد به کانال های سرمایه گذاری است. این امر مستلزم تجارت بر اساس بینش ، عمق مطالعه و صبر است-همه خارجی به سیستم مبتنی بر الگوریتم با فرکانس بالا 2.

خوب ، بد و زشت

معاملات سریع دارای جوانب مثبت و منفی است. اول ، نقدینگی به بازارها می دهد - این امر باعث می شود سرمایه گذاران بتوانند شرکای تجاری را با قیمت مناسب پیدا کنند. بازارهای مایع به همان روشی که ترافیک آزاد به حمل و نقل کمک می کند ، از تجارت بهره می برد. چنین بازارهایی تمایل به گسترش "پایین" دارند - تفاوت بین قیمت هایی که در آن می توان سهام را خریداری کرد یا بفروشد ، این نشان دهنده هزینه ای است که فروشندگان تقاضا می کنند و در نتیجه هزینه های معامله برای سرمایه گذاران. با افزایش معاملات با فرکانس بالا طی یک دهه گذشته ، گسترش در بسیاری از بازارها کاهش یافته است ، و تجارت ارزان تر 4 را رقم می زند.

طبیعت ویژه: نور

با این وجود ، نقدینگی که تجارت رایانه ایجاد می کند زودگذر است و با ناعادلانه شدن بازارها می تواند شکست بخورد. نوسانات بسیار زیاد به معنای خطرات بزرگتر برای معامله گران است که با استفاده از "بازار" زندگی می کنند - در هر لحظه آماده خرید یا فروش سهام و کسب سود از گسترش هستند. الگوریتم هایی که از آنها برای تجارت سودآوری استفاده می کنند ، خطاهای بیشتری ایجاد می کنند و برنامه ریزی می شوند تا وقتی بازارها بیش از حد بی ثبات می شوند ، از بازار خارج شوند. مشکل با شباهت الگوریتم های مورد استفاده بسیاری از بنگاه های تجاری با فرکانس بالا تشدید می شود-همه آنها همزمان وثیقه می گیرند. این همان اتفاقی است که در سقوط فلش 2010 رخ داده است.(البته ، این مشکل در مورد معامله گران انسان نیز اتفاق می افتد ، که وقتی بیش از حد ترسناک می شوند از بازارها فرار می کنند.)

نکته خوب دیگر در مورد تجارت با فرکانس بالا این است که به همگام سازی قیمت ها در بازارهای 5 کمک می کند. برای هضم اطلاعات ، ترسیم پیامدها و تراز کردن قیمت ها زمان لازم است. اگر قیمت شکر یا شربت ذرت با فروکتوز بالا افزایش یابد ، سهام در کوکا کولا به سرعت کاهش می یابد. شرکت های کمتر مشهور نوشیدنی نرم مدت طولانی تر می شوند. تجارت با فرکانس بالا این روند را سرعت می بخشد. در سال 2000 ، به طور متوسط دقایقی طول کشید تا تغییر قیمت در یک امنیت به دیگران جریان یابد. اکنون کمتر از ده ثانیه طول می کشد. همه این را دوست ندارند: همگام سازی سریع فرصت های سود را برای بنگاه هایی که با آگاهی از عدم تعادل قیمت لحظه ای درآمد کسب می کنند ، از بین می برد.

پویایی بازار

برخی از شرکت های با فرکانس بالا از آناکرونیسم در ساختار بازارها سوءاستفاده می کنند. طبق قانون ایالات متحده ، هر مبادله تنظیم شده باید بهترین قیمت های موجود خود را برای سهام ، فروش و خرید به یک تسهیلات مرکزی تغذیه کند ، که از این اطلاعات برای ایجاد بهترین پیشنهاد و پیشنهاد ملی عمومی (NBBO) استفاده می کند. اما مبادلات همچنین فیدهای داده های اختصاصی سریعتر را به فروش می رسانند که بنگاه ها می توانند از قبل برای پیش بینی NBBO از قبل استفاده کنند ، و نسبت به هر کسی که به تنهایی از اطلاعات عمومی استفاده می کند ، به دست می آورد. از این رو ، شرکت های با فرکانس بالا می توانند جلوتر از معامله گران آهسته تر حرکت کنند. این تمایل به همگام سازی بیشتر قیمت ها دارد. سرمایه گذاران بزرگ مانند صندوق های متقابل و صندوق های بازنشستگی ، که بر اساس بینش و اطلاعات در دنیای واقعی با دید بلند مدت عمل می کنند ، از جمله کسانی هستند که از دست می دهند ، اگرچه از گسترش پایین تر ایجاد شده توسط معامله گران با فرکانس بالا نیز بهره مند می شوند.

در ایالات متحده ، برخی از شرکت های بزرگ تجاری فضاهای تجاری خصوصی را برای از بین بردن لبه زمان بندی برای معامله گران با فرکانس بالا راه اندازی کرده اند. به عنوان مثال ، سیستم تجاری جایگزین IEX ، که در سال 2013 راه اندازی شد ، هدف از این کار متوقف کردن بهره برداری از NBBO است. این تجارت "سرعت سرعت" را معرفی کرده است - یک تأخیر خودکار از 350 میکرو ثانیه - که باعث می شود تا معامله گران از فیدهای سریعتر بهره مند شوند. IEX قبلاً حدود 1 ٪ از حجم معاملات سهام را در ایالات متحده جذب کرده است. شرکت های سایر کشورها ممکن است از این پرونده پیروی کنند.

واحدهای لیزر در پشت بام ها مرکز داده NASDAQ نیوجرسی را با بورس اوراق بهادار نیویورک متصل می کنند. اعتبار: Claudio Papapietro

با وجود کدهای رایانه ای که معاملات با عواقب در دنیای واقعی را انجام می دهد با نرخ فراتر از آنچه در آن انسان می تواند مداخله کند ، تأثیر خطاهای برنامه نویسی و اشکالات دیجیتالی می تواند به سرعت مارپیچ شود. در سال 2012 ، نقصی در الگوریتم های یکی از بزرگترین بنگاه های تجاری با فرکانس بالا ، Knight Capital ، در 45 دقیقه ضرر 440 میلیون دلار ایجاد کرد زیرا سیستم آن با قیمت های بالاتر از آنچه فروخته شده است خریداری شده است.

سنبله های ناگهانی یا "شکستگی" در قیمت سهام به طور فزاینده ای رایج است. ده ها هزار بار در چند سال گذشته ، مقادیر سهام در کمتر از 0. 04 از 6 دوم تغییر کرده است. سقوط فلش سال 2010 در حدود ساعت 2. 45 بعد از ظهر اتفاق افتاد. زمان نیویورک و بازارها در حدود 15 دقیقه بهبود یافتند. اگر درست قبل از بسته شدن زمان در نیویورک ضربه می زد ، این شوک می توانست بازارها را در سراسر جهان تحت تأثیر قرار دهد و بهبودی بیشتر طول بکشد. برخی از سرمایه گذاران درباره "تصادف چلپ چلوپ" حدس می زنند ، که در آن یک سنبله عظیم در یک بازار باعث اختلال در تجارت در ارز ، آینده ، کالاها ، اوراق قرضه و سایر دارایی ها می شود و به طور بالقوه باعث ایجاد یک بحران اقتصادی جهانی می شود.

برخی از محققان 6 نشان می دهند که سنبله ها منعکس کننده تحول اساسی پویایی بازار هستند ، که مربوط به ضرورت شرکت ها برای استفاده از الگوریتم های ساده برای به حداکثر رساندن سرعت در حال اجرا است.

خطرات سیستمیک

ماهیت بازارهای مالی امروز بسیار متفاوت از گذشته است. آنها به جای تأمل در تصمیمات جمعی مردم ، رفتار شبکه های پیچیده فن آوری ها و تعامل آنها با انسان را باور می کنند. پتانسیل مشکلات جهانی در حال افزایش است زیرا معاملات با فرکانس بالا برای آینده و سایر دارایی ها به بازارهای بین المللی منتقل شده است. هیچ صنعتی - از جمله انرژی و غذا ، بیمه و بانکداری - از اختلال مصون نیست.

در آینده ، هنگامی که شبکه های لیزری هوایی اقیانوس ها را به خود اختصاص می دهند ، ممکن است همه چیز حتی غریبه شود. مکانی که در آن معامله گران اولین اطلاعات ممکن را از دو مبادله دریافت می کنند در نقطه میانی خود قرار دارد-بین شیکاگو و لندن ، این در وسط اقیانوس اطلس است. در چنین سایتی ، معامله گران می توانند از تکنیکی به نام "داوری نسبی گرا" 8 استفاده کنند تا از عدم تعادل لحظه ای در قیمت های شیکاگو و لندن سود ببرند.

برای توضیح: نسبیت ویژه می گوید که هیچ چیز نمی تواند سریعتر از سرعت نور حرکت کند ، ج. از این رو ، یک معامله گر در فاصله دور از مبادله می تواند بفهمد چه اتفاقی در آنجا افتاده است ، در بهترین شرایط ، در یک زمان t = d / c پس از آن اتفاق می افتد. بین مراکز اصلی تجارت در سراسر جهان ، چنین تأخیرهایی می تواند از چند تا ده ها میلی ثانیه باشد. اگر یک معامله گر در نیمه راه بین دو مبادله قرار بگیرد ، پس از همان بازه ، اطلاعاتی را از هر دو دریافت می کند ، t = d / c. در هر جای دیگر ، فاصله حداقل یکی از صرافی ها بیشتر خواهد بود و اطلاعات برای رسیدن به آنجا بیشتر طول می کشد.

اعتبار: منبع: Ref. 8

به عبارت دیگر ، طی چند سال ممکن است برای ایستگاه کشتی یا سایر سکوی تجاری در نزدیکی نقاط نیمه راه بین جفت مراکز مالی در سراسر جهان سودآور شود (به "نقاط مهم تجارت سریع" مراجعه کنید). گفته می شود ، سود حاصل از شرکتهای با فرکانس بالا در سالهای اخیر کاهش یافته است ، و این نشان می دهد که بیشتر فرصت های آسان برای پول سازی قبلاً گرفته شده است.

اگر در ده سال چرخ های سیستم مالی جهانی واقعاً توسط شرکت هایی که از نیویورک به ملبورن در حد مجاز سرعت انیشتین می روند ، چرب می شوند ، تحقیق و سیاست گذاری باید روی دو سؤال متمرکز شود. اول ، چگونه می توان از بزرگترین چیزهایی که می توانند اشتباه بگیرند جلوگیری کنیم. و دوم ، چگونگی کار کردن بازارها و همچنین ممکن است برای خدمت به جامعه.

اولین چالش نیاز به تحقیقات بیشتری در مورد پویایی بازارها دارد که توسط الگوریتم ها به جای سرمایه گذاران اداره می شوند. دانشمندان رایانه ، ریاضیدانان و اقتصاددانان باید با هم همکاری کنند تا بفهمند چه چیزی باعث خرابی فلش می شود و چگونه ممکن است تغییر در ساختارهای بازار از آنها جلوگیری کند. به اصطلاح ، چه "مدار شکن" ممکن است از کنترل خارج شود؟

دوم ، محققان و سیاست گذاران باید چگونگی تنظیم بازارها را ارزیابی کنند تا آنها را به هدف تقویت سرمایه گذاری واقعی اقتصادی خدمت کنند. معاملات الگوریتمی طی دو دهه گذشته عرض جغرافیایی گسترده ای داده شده است ، با این فرض که بنگاه هایی که سود کسب می کنند باید به بازار کمک کنند. تحقیقات مالی 9 نشان می دهد که ممکن است سرعت بهینه برای تجارت وجود داشته باشد که بازارهای امروز از قبل فراتر رفته اند.

منابع

1. Patterson ، S. 'معامله گران سهام پر سرعت به لیزر پرتوهای "وال استریت ژورنال" (12 فوریه 2014) روی آوردند.
2. Stiglitz ، J. E. "ضربه زدن به ترمزها: آیا بازارهای فعال کمتری برای اقتصاد ایمن تر و بهتر هستند؟"مقاله ارائه شده در کنفرانس بازارهای مالی 2014 (2014) ؛موجود در http://go. nature.com/ushstd
3. Salmon ، F. "مشکل تجارت با فرکانس بالا" رویترز (2012) ؛موجود در http://go. nature.com/ejnucsgoogle Scholar
4. Hendershott ، T. ، Jones ، C. M. & amp ؛Menkveld ، A. J. J. Finance 66 ، 1-33 (2011). Articlegoogle Scholar
5. Gerig ، A. preprint در http://arxiv.org/abs/1211. 1919 (2012).
6. جانسون ، ن. و همکاران. preprint در http://arxiv.org/abs/1202. 1448 (2012).
7. Cliff ، D. & amp ؛Northrop ، L. بازارهای مالی جهانی: چشم انداز سیستم های بسیار بزرگ در مقیاس (دفتر علوم دولت انگلستان ، 2010).
8. Wissner-Gross ، A. D. & amp ؛Freer ، C. E. Phys. Rev. E 82 ، 056104 (2010). ArticleadScasgoogle Scholar
9. Fricke ، D. & amp ؛Gerig ، A. preprint موجود در http://dx. doi.org/10. 2139/ss. 2363114 (2015).

اطلاعات نویسنده

نویسندگان و وابستگی ها

1. مارک بوچانان یک نویسنده علمی مستقر در انگلستان است. آخرین کتاب او پیش بینی شده است: چه فیزیک ، هواشناسی و علوم طبیعی می توانند در مورد اقتصاد به ما آموزش دهند. ، مارک بوچانان

1. مارک بوکانان